双链DNA片段。信用:vcpmartin / wikimedia / cc by-sa 4.0
一项新的研究表明,从DNA复制的基因转录物读出表达的差异有助于维持和构建我们的细胞 - 可以使关键能够理解与共同的遗传危险因素的精神障碍如何导致不同的发病,症状,过程模式疾病和治疗反应。研究人员在国家心理健康研究所(NIMH)的一部分中的研究人员进行了研究,其中包括国家健康研究院的一部分神经咽部医生。
“主要的心理讨厌,如精神分裂症,躁郁症, and major depressive disorder, share common genetic roots, but each disorder presents differently in each individual," said Francis J. McMahon, M.D., a senior author of the study and chief of the Human Genetics Branch, part of the Intramural Research Program NIMH. "We wanted to investigate why disorders present differently, despite this seeming genetic similarity."
麦克马洪和同事们怀疑大脑的转录组可以持有一些线索。这人类基因组由含有帮助维护和构建我们细胞的指示的DNA组成。必须读取这些说明,然后将其复制到所谓的“转录物”中进行。重要的是,可以从a复制许多不同的转录物单一基因,产生各种蛋白质和其他输出。转录组是体内发现的全套转录物。
研究人员使用后模组组织样本来检查200人的大脑转录组,他们被诊断出患有精神分裂症,双相障碍,严重抑郁症,或者没有已知的精神疾病。研究人员检查了亚属前扣带皮层中表达的基因和转录本,该区域涉及情绪障碍、奖励、冲动控制和情绪调节。脑组织样本来自NIMH人类大脑收集核心,由NIMH的芭芭拉·利普斯卡博士(论文的资深合著者)管理。
为了增加检测稀有转录物的几率,研究人员以比以往研究中使用的分辨率大约四倍的分辨率测序转录物。该技术鉴定了比使用相同方法在较低分辨率下使用相同方法的比较的1.5倍的转录物,确认该测序方法拾取了许多否则会错过的转录物。
研究人员发现只有精神障碍和患者的个体之间的基因表达的基因表达差异。然而,当他们专注于转录物时,它们在两组中的个体之间的差异存在两到三倍。当研究人员与精神障碍的两组个体之间比较转录物时出现了最明显的差异 - 例如,双相情感障碍与精神分裂症,抑郁症与精神分裂症,或抑郁症与双相情感障碍。
“当我们比较我们的成绩单层面分析中的疾病时,这是我们看到缺陷的差异时,”麦克马洪博士说。“大多数表达在更高的较低水平上不同的成绩单 - 原来被表达相反的方向在有不同疾病的人。一些转录物在具有情绪障碍的个体的相同方向和具有精神分裂症的个体的相反方向表达。“
例如,基因中的不同转录物,Smarca2,一种用于调节许多其他表达的自闭症谱系障碍的已知风险基因基因在神经元发育中重要的是,在来自精神分裂症的人中的脑样品中表达不同于来自双相障碍的人的样品。
部分基因指令可能在转录过程中被保留或遗漏。研究人员发现,一种调节这种包含和排除的常见基因变体,即剪接数量性状位点(sQTLs),可能在每种疾病的遗传风险中发挥显著作用。
“我们发现不同障碍的基因表达的微妙差异反映了成绩单水平的更明显和诊断的变化,”麦克马洪说。“细胞可以从同一基因中表达许多不同的转录物,导致不同的蛋白质和潜在的不同疾病过程。”
需要更多的研究来更好地理解不同转录物的功能,替代剪接的时序以及特定脑区和细胞类型的转录组差异。然而,目前的研究揭示了理解的重要性成绩单- 过度差异,以获得为什么的完整图片精神错乱在发病,进展和症状中变化。
更多信息:nirmala akula等。患有劣质型铰接皮质的深度转录组测序揭示了主要精神病疾病的交叉诊断和诊断特异性RNA表达变化,神经咽部医生(2021)。DOI:10.1038 / S41386-020-00949-5
信息信息:神经咽部医生
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